Efficacité du biocontrôle et impact du climat sur le développement du mildiou en melon

La production de melon en France et ses contraintes

En 2024, la production de melon en France métropolitaine représente 10 650 hectares. Elle se répartit dans trois principaux bassins de productions : le Centre-Ouest (2 650 hectares), le Sud-Ouest (2 300 hectares) et le Sud-Est (5 700 hectares). La surface de production au niveau national est stable depuis 2022 [1]. En termes de volumes de production, le melon représente 4 % du volume de production de légumes frais. Il se place en 5e position après la tomate, l'oignon, la carotte, le haricot et la salade, avec 259 927 tonnes récoltées en 2021 [2]. Les producteurs de melon sont confrontés à plusieurs problématiques phytosanitaires liées aux différents contextes pédoclimatiques rencontrés. La bactériose Pseudomonas syringae et la cladosporiose Cladosporium cucumerinum sont deux maladies principalement rencontrées dans le bassin de production Centre-Ouest en raison du climat frais et humide, tandis que les pucerons et les acariens sont des problématiques retrouvées principalement dans le bassin Sud-Est où les conditions climatiques sont plus chaudes et sèches. Le bassin Sud-Ouest, avec un climat intermédiaire, rencontre régulièrement ces deux maladies ainsi que les pucerons. Le mildiou Pseudoperonospora cubensis est une maladie aérienne qui touche les trois bassins de production. Apparu dans le bassin Sud-Est il y a plusieurs dizaines d'années, il est désormais observé chaque année dans les bassins Sud-Ouest et Centre-Ouest. Avec le retrait de l'homologation des produits à base de mancozèbe, la lutte contre cet agent pathogène est aujourd'hui très difficile pour les producteurs de melon.

Biologie et dynamique de développement du mildiou

Le développement de l'oomycète Pseudoperonospora cubensis est possible lorsque l'hygrométrie ambiante est très élevée et que de l'eau libre est présente sur les feuilles, généralement après des pluies ou de la rosée. L'eau libre permet aux sporanges de libérer des zoospores qui viennent se fixer sur les feuilles. Une fois fixées, elles développent leur tube germinatif pour pénétrer les feuilles au niveau des stomates. Le mycélium (ou hyphe) colonise alors les tissus foliaires à l'aide des éléments nutritifs présents dans la feuille, jusqu'à former des sporangiophores qui, sortant des stomates, produisent les sporanges constituant l'inoculum secondaire (Figure 1). La contamination de la culture par le mildiou peut survenir en 2 heures si les températures sont optimales, c'est-à-dire entre 20 et 25 °C. L'apparition des premières sporangiophores et donc de l'inoculum secondaire a lieu 3 à 4 jours après l'infection, ce qui est très rapide. En plus de se développer rapidement, le mildiou des cucurbitacées est aussi un organisme résistant, supportant des températures de plus de 37 °C plusieurs jours d'affilée en survivant grâce aux températures nocturnes [3]. Au regard de la vitesse d'infection de la culture par cet agent pathogène et de sa résistance à des conditions climatiques extrêmes, le contrôle de cette maladie en culture de melon est très difficile une fois les premiers symptômes observés. Aujourd'hui, les producteurs mettent en place des stratégies de protection préventive afin d'assurer son contrôle. Cette stratégie de protection comprend l'application de produits de contact (cuivre, cyazofamide), de produits systémiques (mandipropamide) et de biocontrôle (phosphonates de potassium). Si le mildiou est bien connu de la filière melon, la recherche reste encore nécessaire pour permettre aux melonniers de mieux maîtriser cette maladie.

Hygrométrie, température et précipitations sont les paramètres climatiques essentiels au développement du mildiou. Or, les premiers symptômes apparaissent parfois sans que ces paramètres soient réunis. De plus, le modèle de risque existant, basé sur ces paramètres, n'est pas en adéquation avec ce qui est observé en parcelle. Il est donc essentiel de travailler sur des paramètres climatiques différents voire d'autres paramètres qui pourraient expliquer l'installation du mildiou. La présence d'eau libre sur les feuilles et la durée de cette présence pourraient expliquer l'apparition des premiers symptômes. En plus de se propager dans de nouveaux bassins de production, la maladie se développe de plus en plus tôt en saison, posant un problème sur une grande partie des créneaux de production en plein champ. La présence de plusieurs souches de mildiou et leur évolution peuvent expliquer ce phénomène, mais cette hypothèse reste à vérifier. Face à l'augmentation des produits de biocontrôle proposés sur le marché, la recherche est axée depuis plusieurs années sur l'étude de leur efficacité face au mildiou. Cette étude doit continuer pour permettre de caractériser les nouveaux produits de biocontrôle.

Le projet GEDUMIL en réponse à ces questionnements

Le projet GEDUMIL s'est déroulé entre 2021 et 2023. Ses objectifs se déclinent en trois points : la collecte et l'identification de races de mildiou présentes en France, l'amélioration des connaissances sur les conditions déterminant l'apparition de la maladie et l'évaluation de stratégies de protection avec des produits de biocontrôle.

Matériel et Méthode

Collecte et identification des races de mildiou

L'objectif de cet axe de recherche est de construire une collection d'isolats issus de parcelles françaises pour réaliser un état des lieux national puis de déterminer si plusieurs races sont présentes sur le territoire et quel est leur niveau d'agressivité. L'agent pathogène Pseudoperonospora cubensis est un agent pathogène obligatoire qui ne peut se développer que sur du tissu végétal vivant. Il est difficile de le conserver par congélation en raison de la difficulté de le « réveiller ». Pour pouvoir déterminer s'il existe différentes races de mildiou, un protocole de prélèvement est établi et transmis à un grand nombre de conseillers techniques ayant accès à des parcelles de melon. Dès qu'une parcelle présente des symptômes, un échantillon de feuilles atteintes est envoyé au centre CTIFL de Lanxade. Les prélèvements sont cultivés sur des jeunes plants de melon. Les nouvelles feuilles touchées par la maladie sont alors congelées pour une durée maximale de six mois. Lorsque plusieurs isolats c'est-à-dire, dans le cadre de ce projet, différentes localisations de prélèvements, sont collectés et intégrés dans le cycle de conservation, des essais de virulence sont mis en place. Ils permettent d'étudier la vitesse de croissance et l'intensité des contaminations en conditions contrôlées.

Amélioration des connaissances sur les conditions favorisant l'apparition du mildiou

La collecte de données de température, d'hygrométrie, des précipitations et d'humectation foliaire est réalisée à l'aide de stations météorologiques mises en place proche du feuillage. Les premières apparitions des symptômes dans la culture sont mises en corrélation avec des valeurs de données climatiques afin d'identifier des seuils de risque. En 2021, huit sondes climatiques sont mises en place sur des parcelles de melon du bassin du Sud-Est. Les sondes climatiques enregistrent la température, l'hygrométrie et les précipitations à l'échelle de la plante. Une des sondes enregistre l'humectation foliaire. Ces paramètres sont enregistrés tout au long de la culture de melon et les conseillers techniques remontent la date à laquelle les premiers symptômes de mildiou apparaissent dans la parcelle. Les données collectées sont confrontées à la date de sortie des taches afin d'identifier des valeurs seuil ou un pattern expliquant leur sortie. Ce travail est mené pendant les trois années du projet pour collecter un maximum de données dans un spectre large de conditions pédoclimatiques. En amont du début d'enregistrement des données, plusieurs informations sont collectées concernant la parcelle, à savoir le nom du conseiller technique référent, la localisation de la parcelle, la date de plantation et le type de bâchage.

Évaluation de stratégies de protection avec des produits de biocontrôle

La mise en place d'essais factoriels en conditions contrôlées puis en conditions réelles permet d'étudier l'efficacité de différentes solutions de biocontrôle en comparaison à une référence et à un témoin non traité. Un screening en conditions contrôlées est réalisé en première année de projet. Sept substances actives sont étudiées sur des plants de melons inoculés en amont par l'agent pathogène et comparées à une référence chimique, le cuivre, et à deux témoins non traités, l'un inoculé et l'autre non inoculé. Les mesures et observations réalisées en cours de culture sont le climat, la phytotoxicité, le développement de la culture et la présence de mildiou. À la suite du screening, un essai en plein champ est mis en place la même année puis les deux années suivantes. Les substances actives présentant les résultats d'efficacité les plus intéressants sont testées en conditions réelles avec un témoin non traité et la substance active de référence. Afin de maximiser la présence de mildiou dans la parcelle d'essai, des rampes d'aspersion sont installées et, si cela ne suffit pas, le mildiou est directement inoculé dans les plantes. Le climat, la phytotoxicité, le développement de la culture et la présence de mildiou sont enregistrés du débâchage de la culture jusqu'au début des récoltes.

Résultats obtenus

Collecte et identification des races de mildiou

La méthodologie de conservation des souches n'a pas permis de maintenir des isolats viables.

Conditions favorisant l'apparition du mildiou

En 2021, 8 sondes sont déployées dans le bassin de production Sud-Est (Figure 2). Quatre sondes sont mises en place sur des parcelles ayant présenté des symptômes : les sondes 1 et 2 sont situées sur le centre CTIFL de Balandran, la sonde 4 est située à Orange et la sonde 8 à Pernes-les-Fontaines (2e parcelle). Les sondes 3, 4 et 8 sont réutilisées sur une deuxième parcelle au cours de l'expérimentation. Les paramètres climatiques suivis sont l'hygrométrie moyenne journalière en pourcentage, la température moyenne journalière et l'amplitude thermique journalière en °C. L'humectation foliaire est suivie par l'une des huit sondes déployées.

Le graphique de la figure 3 présente les relevés entre la date de plantation et la date de retrait de la sonde ainsi que la date d'apparition des premiers symptômes et la période probable de contamination (information issue de la littérature ; [3]). Le graphique de la sonde 8, à l'instar des autres sondes, ne permet pas de mettre en avant de corrélations entre les paramètres météorologiques enregistrés pendant la période de contamination et l'apparition des premiers symptômes. Les données météorologiques de chaque sonde sont également comparées afin d'étudier si des données similaires sont observées lors des périodes de contaminations. Aucun enregistrement permettant de faire le lien entre les différentes sondes n'a pu être observé. En 2022, les huit sondes sont remises en place sur les parcelles de melon. Aucune de ces parcelles n'a été touchée par le mildiou, l'étude annuelle des données climatiques enregistrées lors de la période de contamination potentielle n'a pas encore pu être réalisée. Une comparaison des données climatiques entre 2021 et 2022 permettrait potentiellement d'expliquer pourquoi le mildiou a été observé en 2021 et pas en 2022. L'étude et la comparaison des données collectées sont encore en cours, notamment pour étudier les paramètres suivants : sommes des températures, température moyenne journalière, température moyenne nocturne ou encore durée journalière de l'humectation.

Évaluation de stratégies de protection avec des produits de biocontrôle

Pour la mise en place des essais d'évaluation des produits de biocontrôle réalisés en 2021 et en 2023, la variété GECKO de CLAUSE est choisie car elle a une forte sensibilité au mildiou. L'ensemble des produits testés en 2021 pour le screening des solutions en conditions contrôlées est décrit dans le tableau de la figure 4.

Chaque produit est testé seul. Cinq traitements sont réalisés à 6-8 jours d'intervalle le 25 mars et les 1er, 9, 15 et 22 avril 2021. L'essai est semé le 2 mars et repiqué en godet le 7 avril. L'inoculation de mildiou est réalisée entre le 4e et le 5e traitement. Pour chaque parcelle élémentaire, 3 feuilles de 20 plants sont notées selon la classe d'intensité de mildiou observée. L'échelle utilisée est la suivante : Classe 0 - absence de symptômes ; Classe 1 - quelques taches, symptômes visibles ; Classe 2 - symptômes identifiés, plus de 50 % de surface visible et Classe 3 - forts symptômes, feuille commençant à flétrir. La notation est réalisée deux fois : 6 et 9 jours après inoculation. La figure 5 présente les pourcentages de chaque classe de sévérité pour l'ensemble des modalités à la dernière date de notation. Les résultats montrent que deux produits ont une efficacité similaire à la référence cuivre avec 50 % de feuilles non touchées : l'huile essentielle d'orange douce et le COS OGA.

Cependant aucune différence statistique n'est mise en évidence entre toutes les modalités. L'huile essentielle d'orange douce et le COS OGA semblent néanmoins montrer une certaine efficacité. Ces deux produits sont donc testés dans un essai au champ la même année. L'essai plein champ est mis en place à la suite de l'essai en conditions contrôlées. Il est planté et bâché le 12 mai 2021 et la bâche retirée le 16 juin. À chaque traitement, l'huile essentielle d'orange douce et le COS OGA sont testés seul et en association l'un avec l'autre aux doses homologuées. Au total, quatre traitements sont appliqués à 6-8 jours d'intervalle. Le premier traitement est réalisé le lendemain du débâchage, le 17 juin. Les autres ont lieu le 24 juin, le 1er et le 8 juillet. Aucune inoculation n'est réalisée mais l'aspersion est mise en place entre les 2e et 3e traitements.

La figure 6 présente les résultats de l'essai plein champ mis en place en 2021. Pour 50 feuilles par parcelle élémentaire, la surface foliaire touchée est estimée pour chaque feuille observée. L'échelle de notation utilisée se divise en six classes : Classe 0, plante saine ; Classe 1, entre 1 à 20 % de surface foliaire touchée ; Classe 2, 21 à 40 % de surface foliaire touchée ; Classe 3, 41 à 60 % de surface foliaire touchée ; Classe 4, 61 à 80 % de surface foliaire touchée et Classe 5, 81 à 100 % de surface foliaire touchée. Lors de la dernière notation, le mildiou était trop avancé dans la culture, c'est donc l'avant-dernière notation qui est prise en compte. Cette notation est réalisée 4 jours après le dernier traitement et 12 jours après l'apparition des premières taches de la maladie. Les résultats montrent une efficacité inférieure pour l'huile essentielle d'orange douce et le COS OGA par rapport à la référence cuivre avec 23 % de classe 4 et 5 pour la référence cuivre contre 58 % pour l'huile essentielle d'orange douce, 72 % pour le COS OGA et 45 % pour l'association des deux produits. Avec un pourcentage de classe 4 et 5 de 80 % pour le témoin non traité, l'efficacité du COS OGA seul est quasi nulle mais l'association des deux produits de biocontrôle présente la meilleure efficacité après la référence.

L'attaque de mildiou a été très sévère en 2021 du fait d'une inoculation de l'essai suivie d'une aspersion, l'essai est reconduit en 2022 sans inoculation. Les mêmes modalités sont évaluées. Aucun résultat ne peut être présenté puisque le mildiou n'a pas atteint la parcelle d'essai. L'essai est reconduit en 2023 pour tenter d'évaluer l'efficacité de ces produits en conditions d'attaques plus modérées. L'association huile essentielle d'orange douce et de COS OGA n'est pas conservée car les analyses statistiques n'ont pas mis en évidence un gain d'efficacité suffisant de cette modalité par rapport à la modalité huile essentielle d'orange douce appliqué seul pour être économiquement pertinente. Elle reste néanmoins une modalité efficace. En complément à ces produits, un produit à base d'hydrogénocarbonate de potassium (850 g/kg) est appliqué seul pour évaluation. L'essai est planté et bâché le 19 avril 2023 et débâché le 31 mai. Le 1er traitement est réalisé trois jours après le débâchage. Quatre traitements sont réalisés à un intervalle de 4 à 9 jours les 2, 6, 15 et 21 juin 2023. La contamination est naturelle, sans inoculation. La figure 7 présente les résultats de l'essai plein champ mis en place en 2023. Pour 50 feuilles par parcelle élémentaire, la surface foliaire touchée est estimée pour chaque feuille observée. Comme en 2021, c'est l'avant-dernière notation de l'essai qui est prise en compte car le mildiou était trop avancé dans la culture à la dernière notation. Cette notation est réalisée le 20 juin 2023, la veille du dernier traitement et 14 jours après l'apparition des premiers symptômes. L'échelle de notation de l'essai plein champ 2021 est également utilisée pour l'essai 2023. Les résultats montrent une efficacité inférieure pour les trois produits testés par rapport à la référence cuivre avec 7 % de classe 4 et 5 pour la référence contre 30 % pour l'huile essentielle d'orange douce, 47 % pour le COS OGA et 47 % pour l'hydrogénocarbonate de potassium. Avec un pourcentage de classe 4 et 5 de 80 % pour le témoin non traité, l'efficacité de l'huile essentielle d'orange douce semble être avérée, mais les analyses statistiques ne permettent pas de distinguer les trois produits de biocontrôle du témoin non traité.

Conclusion

Les axes de travail « collecte et identification des races de mildiou » et « amélioration des connaissances sur les conditions favorisant l'apparition du mildiou » n'ont pas permis de répondre aux questions posées en début de projet. Ces actions sont une demande importante de la filière. Le projet PREMS, un projet multipartenarial porté par l'APREL est mis en place et débute en 2025. Il a pour objectif de constituer un jeu de données alimentant un nouveau modèle de prédiction de l'apparition de la maladie. Ce modèle sera également alimenté par les données acquises lors du projet GEDUMIL.

L'axe de travail « Évaluation de stratégies de protection avec des produits de biocontrôle » a permis de montrer l'intérêt de l'huile essentielle d'orange douce appliquée seul et en association avec le COS-OGA. Le COS-OGA et l'hydrogénocarbonate de potassium, lorsqu'ils sont appliqués seuls, n'ont pas permis de maîtriser le mildiou. L'application de l'huile essentielle d'orange douce doit maintenant être étudiée dans une stratégie de protection en alternance avec le cuivre pour être comparée à la référence cuivre et à une modalité sans cuivre. Cela aidera à déterminer si ce produit permet de réduire l'indice de fréquence de traitement d'une parcelle dans le cadre d'une protection préventive contre le mildiou et/ou de substituer partiellement l'utilisation du cuivre.